FR3082060A1 - ELECTRICAL CONNECTION DEVICE AND SYSTEM WITH RETRACTABLE ELECTRICAL OUTLET - Google Patents
ELECTRICAL CONNECTION DEVICE AND SYSTEM WITH RETRACTABLE ELECTRICAL OUTLET Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de connexion électrique comprenant - Un premier connecteur électrique comprenant un boîtier présentant une face avant de connexion, des moyens magnétiques logés dans son boîtier et comprenant au moins un aimant permanent (130) pour attirer par effet magnétique suivant un axe principal (X) un deuxième connecteur électrique à connecter électriquement audit premier connecteur, - Une enveloppe (15) agencée autour dudit premier connecteur, - Au moins une bobine de guidage (B1, B2, B3) logée dans ladite enveloppe et présentant un enroulement agencé autour dudit premier connecteur, - Le premier connecteur électrique étant monté mobile en pivotement autour d'un axe (Y) par rapport à ladite enveloppe entre au moins deux positions distinctes, une première position escamotée dans laquelle sa face avant de connexion est masquée et une deuxième position de fonctionnement dans laquelle sa face avant de connexion est disponible à la connexion pour ledit deuxième connecteur électrique.The invention relates to an electrical connection device comprising - A first electrical connector comprising a housing having a connection front face, magnetic means housed in its housing and comprising at least one permanent magnet (130) for attracting by magnetic effect along an axis main (X) a second electrical connector to be electrically connected to said first connector, - an envelope (15) arranged around said first connector, - at least one guide coil (B1, B2, B3) housed in said envelope and having a winding arranged around said first connector, the first electrical connector being pivotally mounted to pivot about an axis (Y) relative to said envelope between at least two distinct positions, a first retracted position in which its front connection face is hidden and a second operating position in which its connection front face is available for connection n for said second electrical connector.
Description
Dispositif et système de connexion électrique à prise électrique escamotableElectrical connection device and system with retractable electrical outlet
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion électrique comprenant une prise électrique escamotable ainsi qu'à un système de connexion électrique incluant ledit dispositif.The present invention relates to an electrical connection device comprising a retractable electrical outlet as well as to an electrical connection system including said device.
Etat de la techniqueState of the art
II est connu de la demande de brevet WO2017/216458A1 un dispositif de connexion électrique qui se présente sous la forme d'un plateau intégrant une prise électrique à attraction magnétique. La prise électrique est positionnée au centre et le plateau présente une surface qui s'étend en périphérie de la face avant de connexion de la prise électrique. La prise électrique est dotée de moyens magnétiques lui permettant d'attirer, par effet magnétique, une fiche électrique dotée de moyens magnétiques correspondants. La connexion électrique est réalisée entre la prise et la fiche lorsque les deux éléments sont collés par l'effet magnétique. La fiche est raccordée à un appareil électrique, tel que par exemple un véhicule électrique. Dans une réalisation particulière, le dispositif comporte plusieurs bobines de forme annulaire et qui sont intégrées au plateau en étant positionnées de manière concentrique autour de la prise électrique. En fonctionnement, le plateau intégrant la prise électrique est par exemple posé sur le sol et raccordé au secteur par un câble électrique. La fiche est libérée de l'appareil à proximité du plateau qui est ainsi disposé. Les bobines sont commandées par une séquence de commande adaptée pour guider la fiche vers le centre du plateau et donc vers la prise électrique. La fin de la connexion est réalisée par l'attraction magnétique existant entre les moyens magnétiques respectifs de la prise et de la fiche.It is known from patent application WO2017 / 216458A1 an electrical connection device which is in the form of a tray integrating an electrical outlet with magnetic attraction. The electrical outlet is positioned in the center and the tray has a surface that extends around the periphery of the front face of the electrical outlet connection. The electrical outlet is provided with magnetic means enabling it to attract, by magnetic effect, an electrical plug provided with corresponding magnetic means. The electrical connection is made between the socket and the plug when the two elements are bonded by the magnetic effect. The plug is connected to an electrical appliance, such as for example an electric vehicle. In a particular embodiment, the device comprises several coils of annular shape and which are integrated into the plate while being positioned concentrically around the electrical outlet. In operation, the tray incorporating the electrical outlet is for example placed on the ground and connected to the mains by an electric cable. The plug is released from the device near the tray which is thus arranged. The coils are controlled by a control sequence adapted to guide the plug towards the center of the plate and therefore towards the electrical outlet. The end of the connection is achieved by the magnetic attraction existing between the respective magnetic means of the socket and the plug.
Même si la prise électrique peut être dotée d'une architecture lui permettant de masquer ses broches de connexion électrique, on s'est aperçu que sa face avant était soumise à tous types d'agressions provenant de son environnement, telles que poussières, projections mais également à diverses manipulations et donc qu'une solution de protection de sa face avant pourrait s'avérer très positive.Even if the electrical outlet can have an architecture allowing it to hide its electrical connection pins, we have noticed that its front face was subjected to all types of aggressions coming from its environment, such as dust, projections but also for various manipulations and therefore that a solution for protecting its front face could prove to be very positive.
On comprend que cette solution de protection doit disposer d'un fonctionnement simple et fiable afin de ne pas augmenter la complexité du système global.It is understood that this protection solution must have a simple and reliable operation so as not to increase the complexity of the overall system.
Un premier but de l'invention est donc de proposer un dispositif de connexion électrique présentant un format de plateau tel que décrit dans l'état de la technique et qui dispose pour la face avant de sa prise électrique d'une solution de protection adaptée, dont le fonctionnement est particulièrement simple et fiable en toutes circonstances et dont l'architecture est simplifiée au maximum.A first object of the invention is therefore to propose an electrical connection device having a plate format as described in the state of the art and which has for the front face of its electrical outlet a suitable protection solution, whose operation is particularly simple and reliable in all circumstances and whose architecture is simplified to the maximum.
Exposé de l'inventionStatement of the invention
Ce but est atteint par un dispositif de connexion électrique comprenant :This object is achieved by an electrical connection device comprising:
Un premier connecteur électrique comprenant un boîtier présentant une face avant de connexion, des moyens magnétiques logés dans son boîtier et comprenant au moins un aimant permanent pour attirer par effet magnétique suivant un axe principal un deuxième connecteur électrique à connecter électriquement audit premier connecteur,A first electrical connector comprising a housing having a front connection face, magnetic means housed in its housing and comprising at least one permanent magnet for attracting by magnetic effect along a main axis a second electrical connector to be electrically connected to said first connector,
Une enveloppe agencée autour dudit premier connecteur,An envelope arranged around said first connector,
- Au moins une bobine de guidage logée dans ladite enveloppe et présentant un enroulement agencé autour dudit premier connecteur,- At least one guide coil housed in said envelope and having a winding arranged around said first connector,
Des moyens de commande pour générer une séquence de commande pour activer ladite bobine de guidage et entraîner la création d'un premier champ magnétique agencé pour commander, par effet magnétique, un déplacement dudit deuxième connecteur électrique vers le premier connecteur électrique,Control means for generating a control sequence for activating said guide coil and causing the creation of a first magnetic field arranged to control, by magnetic effect, a movement of said second electrical connector towards the first electrical connector,
Le premier connecteur électrique étant monté mobile en pivotement autour d'un axe par rapport à ladite enveloppe entre au moins deux positions distinctes, une première position escamotée dans laquelle sa face avant de connexion est masquée et une deuxième position de fonctionnement dans laquelle sa face avant de connexion est disponible à la connexion pour ledit deuxième connecteur électrique,The first electrical connector being mounted so as to pivot about an axis with respect to said envelope between at least two distinct positions, a first retracted position in which its front connection face is hidden and a second operating position in which its front face connection is available for connection for said second electrical connector,
Le deuxième connecteur électrique étant entraîné de sa première position vers sa deuxième position par les sollicitations mécaniques générées par l'application du premier champ magnétique créé par ladite bobine de guidage sur son aimant permanent.The second electrical connector being driven from its first position to its second position by the mechanical stresses generated by the application of the first magnetic field created by said guide coil on its permanent magnet.
Selon une réalisation particulière, le dispositif se présente sous la forme d’un plateau en rondelle dont la partie centrale est occupée par ledit premier connecteur électrique.According to a particular embodiment, the device is in the form of a washer plate whose central part is occupied by said first electrical connector.
Selon une particularité, le dispositif comporte plusieurs bobines de guidage logées dans ladite enveloppe et arrangées de manière concentrique autour du premier connecteur électrique, lesdits moyens de commande étant configurés pour exécuter ladite séquence de commande dans laquelle chaque bobine peut être activée pour rapprocher ledit deuxième connecteur dudit premier connecteur par création d'un champ magnétique. Des champs magnétiques successifs sont ainsi créés pour se concentrer au fur et à mesure vers le centre du dispositif où est située la prise électrique.According to a particular feature, the device comprises several guide coils housed in said envelope and arranged concentrically around the first electrical connector, said control means being configured to execute said control sequence in which each coil can be activated to bring said second connector closer of said first connector by creation of a magnetic field. Successive magnetic fields are thus created to gradually concentrate towards the center of the device where the electrical outlet is located.
Selon une autre particularité, chaque bobine comporte une carcasse et un enroulement réalisé en fil conducteur électrique.According to another particular feature, each coil has a carcass and a winding made of electrically conductive wire.
Selon une réalisation particulière, le dispositif comporte deux articulations agencées entre ledit premier connecteur électrique et ladite enveloppe.According to a particular embodiment, the device comprises two articulations arranged between said first electrical connector and said casing.
Selon une réalisation particulière, le dispositif comporte des moyens mécaniques et/ou magnétiques agencés pour entraîner le premier connecteur électrique de sa deuxième position vers sa première position.According to a particular embodiment, the device comprises mechanical and / or magnetic means arranged to drive the first electrical connector from its second position to its first position.
Selon une particularité, lesdits moyens mécaniques consistent à décaler l’axe de pivotement du premier connecteur électrique par rapport à son centre de gravité.According to one feature, said mechanical means consist in shifting the pivot axis of the first electrical connector relative to its center of gravity.
Selon une autre particularité, les moyens mécaniques peuvent comporter un lest inséré dans ledit boîtier du premier connecteur électrique.According to another particular feature, the mechanical means may include a ballast inserted in said housing of the first electrical connector.
Selon une autre particularité, les moyens mécaniques peuvent comporter un ressort agencé entre ledit premier connecteur électrique et l’enveloppe du dispositif.According to another particularity, the mechanical means can comprise a spring arranged between said first electrical connector and the casing of the device.
Selon une autre particularité, les moyens magnétiques comprennent des moyens de commande configurés pour générer une commande d'une bobine de guidage du dispositif, afin de créer un deuxième champ magnétique de sens opposé à celui du premier champ magnétique.According to another particular feature, the magnetic means comprise control means configured to generate a command for a guide coil of the device, in order to create a second magnetic field in the opposite direction to that of the first magnetic field.
Selon une autre particularité, le boîtier du premier connecteur électrique comporte une partie arrière en forme de calotte demi-sphérique. Cette solution permet d'éviter tout dépôt sur la face arrière de la prise lorsqu'elle est dans sa deuxième position escamotée.In another feature, the housing of the first electrical connector has a rear portion in the form of a semi-spherical cap. This solution makes it possible to avoid any deposit on the rear face of the socket when it is in its second retracted position.
Selon une autre particularité, le dispositif comporte un organe de verrouillage du premier connecteur électrique en rotation qui comporte une pièce en matériau magnétique sensible au champ magnétique créé par chaque bobine de guidage.According to another particular feature, the device comprises a member for locking the first rotating electrical connector which comprises a piece of magnetic material sensitive to the magnetic field created by each guide coil.
Selon une autre particularité, dans la première position du premier connecteur électrique, l'aimant permanent est orienté de manière à présenter une inclinaison d'un angle strictement supérieur à 0° par rapport à une direction verticale et inférieur à 15°.According to another particularity, in the first position of the first electrical connector, the permanent magnet is oriented so as to have an inclination of an angle strictly greater than 0 ° relative to a vertical direction and less than 15 °.
Selon une autre particularité, dans la deuxième position du premier connecteur électrique, l'aimant permanent est orienté de manière à présenter une inclinaison d'un angle strictement inférieur à 180° par rapport à une direction verticale et supérieur à 150°.According to another particularity, in the second position of the first electrical connector, the permanent magnet is oriented so as to have an inclination of an angle strictly less than 180 ° relative to a vertical direction and greater than 150 °.
Selon une réalisation particulière, les moyens de commande comportent des moyens de détermination de la position du deuxième connecteur électrique par rapport au premier connecteur par analyse de la tension induite aux bornes de chaque bobine par le déplacement du deuxième connecteur électrique et des moyens pour adapter ladite séquence de commande en fonction de ladite position déterminée.According to a particular embodiment, the control means comprise means for determining the position of the second electrical connector relative to the first connector by analysis of the voltage induced at the terminals of each coil by the displacement of the second electrical connector and means for adapting said control sequence as a function of said determined position.
Selon une particularité, le premier connecteur électrique comporte plusieurs organes de connexion électriques.According to one feature, the first electrical connector comprises several electrical connection members.
L'invention concerne également un système de connexion électrique comprenant un dispositif de connexion électrique tel que défini ci-dessus et un deuxième connecteur électrique destiné à être connecté audit premier connecteur électrique.The invention also relates to an electrical connection system comprising an electrical connection device as defined above and a second electrical connector intended to be connected to said first electrical connector.
L'invention concerne également un procédé de connexion électrique réalisé à partir d’un système tel que défini ci-dessus, ledit procédé comportant une étape d’activation d’au moins une bobine de guidage du deuxième connecteur électrique vers le premier connecteur électrique et ladite étape d’activation entraîne une étape de pivotement du premier connecteur électrique de sa première position vers sa deuxième position.The invention also relates to a method of electrical connection produced from a system as defined above, said method comprising a step of activating at least one guide coil from the second electrical connector to the first electrical connector and said activation step involves a step of pivoting the first electrical connector from its first position to its second position.
Brève description des figuresBrief description of the figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit, en liaison avec les figures annexées listées ci-dessous :Other characteristics and advantages will appear in the detailed description which follows, in conjunction with the appended figures listed below:
La figure 1 représente de manière schématique un système de connexion électrique conforme à l’invention, la prise électrique étant disponible à la connexion avec la fiche ;Figure 1 schematically shows an electrical connection system according to the invention, the electrical outlet being available for connection with the plug;
Les figures 2A et 2B représentent un dispositif de connexion de l'invention selon un mode de réalisation particulier, la prise électrique étant respectivement escamotée et disponible à la connexion après une rotation sur elle-même autour de son axe ;FIGS. 2A and 2B represent a connection device of the invention according to a particular embodiment, the electrical outlet being respectively retracted and available for connection after a rotation on itself around its axis;
La figure 3 représente de manière schématique le principe structurel du dispositif de connexion électrique de l'invention ;Figure 3 shows schematically the structural principle of the electrical connection device of the invention;
Les figures 4A à 4C illustrent le principe de fonctionnement permettant une connexion électrique entre les deux parties du système de l'invention ;FIGS. 4A to 4C illustrate the operating principle allowing an electrical connection between the two parts of the system of the invention;
Les figures 5A et 5B représentent de manière schématique une prise magnétique pouvant être employée dans le système de l'invention ;FIGS. 5A and 5B schematically represent a magnetic plug which can be used in the system of the invention;
Les 6A à 6C représentent le dispositif de l'invention, respectivement vu de côté, vu en coupe transversale axiale et vu de dessus, dans lequel la prise électrique est dans sa première position (escamotée) ;6A to 6C represent the device of the invention, respectively seen from the side, seen in axial cross section and seen from above, in which the electrical outlet is in its first position (retracted);
Les 7A à 7C représentent le dispositif de l'invention, respectivement vu de côté, vu en coupe transversale axiale et vu de dessus, dans lequel la prise électrique est dans sa deuxième position (pour connexion électrique) ;7A to 7C represent the device of the invention, respectively seen from the side, seen in axial cross section and seen from above, in which the electrical outlet is in its second position (for electrical connection);
Les figures 8A et 8B représentent les deux positions distinctes en pivotement de la prise électrique et illustrent également une solution de verrouillage de la rotation de la prise électrique ;FIGS. 8A and 8B show the two distinct pivoting positions of the electrical outlet and also illustrate a solution for locking the rotation of the electrical outlet;
Les figures 9A et 9B illustrent une variante de réalisation du dispositif de l'invention ;FIGS. 9A and 9B illustrate an alternative embodiment of the device of the invention;
La figure 10 illustre de manière schématique les différentes étapes (E1 à E6) qui se déroulent pour parvenir à une connexion électrique du système de l'invention ;FIG. 10 schematically illustrates the various steps (E1 to E6) which take place to achieve an electrical connection of the system of the invention;
Description détaillée d'au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment
L'invention s'applique à un système de connexion électrique, pouvant notamment être employé dans une installation électrique destinée à la recharge d'un appareil électrique, tel que par exemple un véhicule électrique. D'autres applications pourraient bien entendu être envisagées.The invention applies to an electrical connection system, which can in particular be used in an electrical installation intended for recharging an electrical device, such as for example an electric vehicle. Other applications could of course be envisaged.
De manière plus précise, le système de l'invention se compose de deux parties, dite première partie 1 et deuxième partie 2, l'une des deux parties étant destinée à être raccordée à un circuit électrique d'alimentation 3, par exemple raccordé au réseau et l'autre partie étant destinée à être raccordée à un appareil électrique 4 à alimenter, par exemple un système d'alimentation d'un véhicule électrique. Le plateau peut comporter un connecteur 17 lui permettant d’être relié au réseau électrique. Des liaisons électriques intégrés au plateau permettent de relier la prise électrique 10 audit connecteur 17.More specifically, the system of the invention consists of two parts, called the first part 1 and second part 2, one of the two parts being intended to be connected to an electrical supply circuit 3, for example connected to the network and the other part being intended to be connected to an electrical appliance 4 to be supplied, for example a supply system of an electric vehicle. The tray may include a connector 17 allowing it to be connected to the electrical network. Electrical connections integrated into the plate make it possible to connect the electrical outlet 10 to said connector 17.
Toute solution de connexion électrique vers l'appareil électrique ou le circuit électrique d'alimentation pourra être envisagée, telle que câble, tige conductrice, ou autre solution équivalente...Any solution of electrical connection to the electrical appliance or the electrical supply circuit could be envisaged, such as cable, conductive rod, or other equivalent solution ...
La première partie 1 du système porte un premier connecteur électrique et la deuxième partie 2 porte un deuxième connecteur électrique destiné à être connecté mécaniquement et électriquement au premier connecteur.The first part 1 of the system carries a first electrical connector and the second part 2 carries a second electrical connector intended to be mechanically and electrically connected to the first connector.
Dans la suite de la description, de manière non limitative, on considère que le premier connecteur électrique est une prise électrique 10 et que le deuxième connecteur est une fiche électrique 20 destinée à venir se brancher sur ladite prise électrique.In the following description, without limitation, it is considered that the first electrical connector is an electrical outlet 10 and that the second connector is an electrical plug 20 intended to be connected to said electrical outlet.
Pour la suite de la description, on définit un axe (X) correspondant à une direction principale selon laquelle la fiche électrique 20 est approchée de la prise électrique 10 et qui correspond ainsi à l’axe de la prise suivant lequel la connexion électrique est réalisée.For the remainder of the description, an axis (X) is defined corresponding to a main direction along which the electrical plug 20 is approached to the electrical outlet 10 and which therefore corresponds to the axis of the outlet along which the electrical connection is made .
La première partie se présente avantageusement sous la forme d'un dispositif en forme de plateau.The first part is advantageously in the form of a device in the form of a tray.
En référence aux figures 1, 2A et 2B, le plateau comporte une enveloppe ou boîtier 15, par exemple en forme de rondelle dont la partie centrale au niveau de son axe est occupée par la prise électrique 10. La prise électrique 10 comporte ainsi une face avant de connexion et le boîtier 15 est situé en périphérie de la prise et définit une face avant 150 en périphérie de ladite prise. La fiche électrique 20 présente une face avant complémentaire destinée à venir en appui contre la face avant de la prise 10 pour réaliser la connexion électrique. Le plateau est posé par sa face arrière sur un support, ce support pouvant être le sol S.With reference to FIGS. 1, 2A and 2B, the plate comprises an envelope or housing 15, for example in the form of a washer, the central part of which at its axis is occupied by the electrical outlet 10. The electrical outlet 10 thus has a face before connection and the housing 15 is located on the periphery of the socket and defines a front face 150 on the periphery of said socket. The electrical plug 20 has a complementary front face intended to come into abutment against the front face of the socket 10 to make the electrical connection. The plate is placed by its rear face on a support, this support possibly being the ground S.
La face avant de la prise électrique peut être plane, perpendiculaire à l'axe (X). La surface périphérique du plateau, autour de la prise 10, peut être plane dans le même plan que celle formée par la face avant de la prise électrique 10 ou d'une forme bombée concave ou convexe (comme sur les figures 2A et 2B annexées).The front face of the electrical outlet can be flat, perpendicular to the axis (X). The peripheral surface of the plate, around the socket 10, can be flat in the same plane as that formed by the front face of the electrical socket 10 or of a convex concave or convex shape (as in FIGS. 2A and 2B attached) .
La prise électrique 10 est dotée de moyens magnétiques lui permettant d'attirer la fiche électrique 20, dotée de moyens magnétiques correspondants. Lorsque la fiche électrique 20 est collée par effet magnétique sur la prise électrique, une connexion électrique est également réalisée entre des broches de connexion électrique de la prise et des pistes électriques de la fiche. Différentes solutions magnétiques et électriques sont décrites dans les demandes de brevet référencées WO2012/032230A1, WO2014/202849A1, EP2667459A1. Une telle architecture magnétique connue dans l'état de la technique est décrite ci-dessous en liaison avec les figures 5A et 5B. Celle-ci est cependant à considérer à titre d'exemple et de manière non limitative. On verra que l'invention décrite ci-après pourra s'appliquer à différentes architectures magnétiques.The electrical outlet 10 is provided with magnetic means allowing it to attract the electrical plug 20, provided with corresponding magnetic means. When the electrical plug 20 is stuck by magnetic effect on the electrical outlet, an electrical connection is also made between electrical connection pins of the outlet and electrical tracks of the plug. Different magnetic and electrical solutions are described in the patent applications referenced WO2012 / 032230A1, WO2014 / 202849A1, EP2667459A1. Such a magnetic architecture known in the state of the art is described below in conjunction with FIGS. 5A and 5B. This is however to be considered by way of example and without limitation. We will see that the invention described below can be applied to different magnetic architectures.
En référence aux figures 5A et 5B, la prise électrique 10 comporte avantageusement un premier boîtier 100, par exemple en matériau plastique. Le premier boîtier 100 de la prise électrique 10 présente une face avant 11 contre laquelle peut venir s’adapter la fiche électrique 20. La prise électrique 10 peut comporter également un support mobile 12 logé dans ledit premier boîtier et sur lequel sont fixés deux premiers contacts électriques 120, 121. Les deux premiers contacts électriques 120, 121 sont reliés au circuit électrique d’alimentation 3 par l’intermédiaire de fils électriques conducteurs. La prise électrique 10 comporte également une première partie magnétique 13 mobile logée dans ledit premier boîtier et solidaire en mouvement du support mobile 12 et agencée pour se déplacer par effet magnétique entre une première position et une deuxième position. Un ressort 14 positionné à l’intérieur du premier boîtier 100 de la prise électrique, par exemple fixé d’une part au boîtier 100 et d’autre part au support mobile 12, est agencé pour ramener la première partie magnétique 13 dans sa première position lorsque l’effet magnétique nécessaire à l’extraction n’est plus assez important. Dans la première position de la première partie magnétique 13, les premiers contacts électriques 120,121 sont rétractés à l’intérieur de la prise électrique 10 et dans la deuxième position de la première partie magnétique 13, les premiers contacts électriques 120, 121 sont à l’extérieur de la prise électrique 10, traversant le plan formé par sa face avant 11. Dans sa deuxième position, l’ensemble mobile formé par le support 12 et la partie magnétique 13 vient en butée, par exemple contre une partie du boîtierReferring to Figures 5A and 5B, the electrical outlet 10 advantageously comprises a first housing 100, for example of plastic material. The first housing 100 of the electrical outlet 10 has a front face 11 against which the electrical plug 20 can fit. The electrical outlet 10 may also include a movable support 12 housed in said first housing and on which two first contacts are fixed electrical 120, 121. The first two electrical contacts 120, 121 are connected to the electrical supply circuit 3 via conductive electrical son. The electrical outlet 10 also includes a first mobile magnetic part 13 housed in said first housing and integral in movement with the mobile support 12 and arranged to move by magnetic effect between a first position and a second position. A spring 14 positioned inside the first box 100 of the electrical outlet, for example fixed on the one hand to the box 100 and on the other hand to the movable support 12, is arranged to return the first magnetic part 13 to its first position when the magnetic effect necessary for the extraction is no longer significant enough. In the first position of the first magnetic part 13, the first electrical contacts 120,121 are retracted inside the electrical outlet 10 and in the second position of the first magnetic part 13, the first electrical contacts 120, 121 are at the outside of the electrical outlet 10, crossing the plane formed by its front face 11. In its second position, the mobile assembly formed by the support 12 and the magnetic part 13 abuts, for example against a part of the housing
10.10.
La fiche électrique 20 comporte pour sa part, avantageusement, un deuxième boîtier 200, par exemple en matériau plastique, présentant une face avant 21 destinée à venir en appui suivant l'axe (X) contre la face avant 11 de la prise électrique 10, définissant ainsi leur surface de connexion (défini verticalement sur la figure 5B). Comme représenté sur les figures 6A et 7A, le boîtier 100 de la prise peut présenter une partie arrière ayant une forme de calotte demi-sphérique.The electrical plug 20 advantageously comprises a second housing 200, for example of plastic material, having a front face 21 intended to come to bear along the axis (X) against the front face 11 of the electrical outlet 10, thus defining their connection surface (defined vertically in Figure 5B). As shown in FIGS. 6A and 7A, the housing 100 of the socket can have a rear part having the shape of a semi-spherical cap.
La fiche électrique 20 comporte en outre deux deuxièmes contacts électriques 220, 221, par exemple deux pistes électriques affleurantes sur sa face avant 21, destinés à venir en contact électrique avec les deux premiers contacts électriques 120, 121 de la prise électrique 10. Elle comporte également une deuxième partie magnétique 23 fixe à l’intérieur de son boîtier et destinée à attirer la première partie magnétique 13 lorsque le la fiche électrique 20 est approchée de la prise électrique 10 afin d'assurer à la fois la réunion des deux boîtiers l'un contre l'autre, par leur face avant, suivant leur surface de connexion, le déplacement du support mobile 12 dans le premier boîtier de la prise et ainsi l'extraction des premiers contacts électriques 120, 121 vers leur deuxième position en vue de se connecter électriquement aux deux contacts électriques 220, 221 de la fiche électrique 20. Préférentiellement, les deux pistes électriques sont de forme circulaire et positionnées de manière concentrique. Selon la forme des deux faces avant, leur surface de connexion pourra prendre différentes formes. De manière non limitative, elle sera sensiblement plane comme sur les figures annexées ou dans une variante de réalisation demi-sphérique.The electrical plug 20 further comprises two second electrical contacts 220, 221, for example two flush electrical tracks on its front face 21, intended to come into electrical contact with the first two electrical contacts 120, 121 of the electrical outlet 10. It comprises also a second magnetic part 23 fixed inside its housing and intended to attract the first magnetic part 13 when the electrical plug 20 is approached by the electrical outlet 10 in order to ensure both the meeting of the two housings. one against the other, by their front face, along their connection surface, the displacement of the mobile support 12 in the first housing of the socket and thus the extraction of the first electrical contacts 120, 121 towards their second position in order to be electrically connect the two electrical contacts 220, 221 of the electrical plug 20. Preferably, the two electrical tracks are of circular form circular and positioned concentrically. Depending on the shape of the two front faces, their connection surface may take different forms. Without limitation, it will be substantially planar as in the appended figures or in a semi-spherical alternative embodiment.
Pour fonctionner, la première partie magnétique et/ou la deuxième partie magnétique de la prise et de la fiche comportent au moins un aimant permanent de manière à générer au moins un flux magnétique entre les deux parties magnétiques et générer lesdits effets décrits ci-dessus lorsque la fiche électrique 20 est approchée de la prise électrique 10 ou inversement. En référence aux figures annexées, la première partie magnétique 13 comporte par exemple un aimant permanent 130 de forme annulaire et la deuxième partie magnétique 23 comporte un aimant permanent 230 de forme annulaire. Sur les figures 5A et 5B, l’aimant permanent 130 est par exemple fixé sur une pièce ferromagnétique 4. L’aimant permanent 130 et l’aimant permanent 230 sont destinés à se positionner de manière coaxiale lorsque la fiche électrique 20 est approchée de la prise électrique 10 ou inversement. Lorsque la fiche électrique 20 est en vis-à-vis de la prise électrique 10, l’aimant permanent 130 et l’aimant permanent 230 sont agencés de manière à présenter chacun une surface d’entrefer parallèle au plan de jonction P.To operate, the first magnetic part and / or the second magnetic part of the socket and of the plug comprise at least one permanent magnet so as to generate at least one magnetic flux between the two magnetic parts and generate said effects described above when the electrical plug 20 is approached from the electrical outlet 10 or vice versa. With reference to the appended figures, the first magnetic part 13 comprises for example a permanent magnet 130 of annular shape and the second magnetic part 23 comprises a permanent magnet 230 of annular shape. In FIGS. 5A and 5B, the permanent magnet 130 is for example fixed on a ferromagnetic part 4. The permanent magnet 130 and the permanent magnet 230 are intended to be positioned coaxially when the electrical plug 20 is approached from the electrical outlet 10 or vice versa. When the electrical plug 20 is facing the electrical outlet 10, the permanent magnet 130 and the permanent magnet 230 are arranged so as to each have a gap surface parallel to the junction plane P.
Selon un aspect particulier de l'invention, les moyens magnétiques de la prise électrique sont agencés de manière à générer un champ magnétique orienté suivant une direction parallèle l'axe (X). De manière non limitative, ces moyens magnétiques comportent ainsi au moins un aimant permanent 130 présentant une forme adaptée et agencé dans le boîtier pour générer un champ magnétique qui est parallèle à l'axe (X). Comme précisé ci-dessus, cet aimant permanent 130 peut être de forme annulaire et est inséré dans le boîtier de la prise, de manière coaxiale à l'axe (X).According to a particular aspect of the invention, the magnetic means of the electrical outlet are arranged so as to generate a magnetic field oriented in a direction parallel to the axis (X). Without limitation, these magnetic means thus comprise at least one permanent magnet 130 having a suitable shape and arranged in the housing to generate a magnetic field which is parallel to the axis (X). As stated above, this permanent magnet 130 can be of annular shape and is inserted into the socket housing, coaxially with the axis (X).
Selon un aspect particulier d'un tel système de connexion électrique, il est possible de prévoir des moyens électromagnétiques permettant de guider la fiche électrique vers la prise électrique. Le plateau peut ainsi intégrer dans son boîtier une ou plusieurs bobines de guidage B1, B2, B3. Comme indiqué dans la demande de brevet WO2017/001755A1, les moyens magnétiques comportent ainsi avantageusement plusieurs bobines électromagnétiques B1, B2, B3 commandées selon une séquence de commande déterminée par des moyens de commande. De manière non limitative, la figure 3 montre une architecture à trois bobines électromagnétiques B1, B2, B3 concentriques autour de l'axe (X).According to a particular aspect of such an electrical connection system, it is possible to provide electromagnetic means making it possible to guide the electrical plug towards the electrical outlet. The plate can thus integrate into its housing one or more guide coils B1, B2, B3. As indicated in patent application WO2017 / 001755A1, the magnetic means thus advantageously comprise several electromagnetic coils B1, B2, B3 controlled according to a control sequence determined by control means. In a nonlimiting manner, FIG. 3 shows an architecture with three electromagnetic coils B1, B2, B3 concentric around the axis (X).
Les bobines électromagnétiques B1, B2, B3 sont chacune réalisées sous une forme annulaire et présentent des diamètres différents.The electromagnetic coils B1, B2, B3 are each made in an annular shape and have different diameters.
Les bobines B1, B2, B3 annulaires sont disposées de manière concentrique autour de la prise électrique 10 et de son boîtier et sont intégrées dans l'enveloppe 15 du plateau, sous la surface périphérique de guidage. De manière non limitative, comme on peut le voir sur les figures 6B et 7B, les trois bobines de guidage peuvent être étagées sur la hauteur du plateau de manière à former une pyramide, de l'extérieur vers l'axe du dispositif.The annular coils B1, B2, B3 are arranged concentrically around the electrical outlet 10 and its housing and are integrated in the envelope 15 of the plate, under the peripheral guide surface. Without limitation, as can be seen in FIGS. 6B and 7B, the three guide coils can be stepped over the height of the plate so as to form a pyramid, from the outside towards the axis of the device.
Différentes solutions techniques peuvent être envisagées pour la réalisation d'une bobine. II peut s'agir d'un enroulement d'un fil conducteur (par exemple cuivre ou aluminium) autour d'une carcasse isolante (comme sur les figures 6B et 7B). II peut s'agir d'un enroulement réalisé sous la forme de pistes électriques sur au moins une carte de circuit imprimé (monocouche ou multicouches). Toute autre solution pourrait être envisagée.Different technical solutions can be envisaged for the production of a coil. It may be a winding of a conductive wire (for example copper or aluminum) around an insulating carcass (as in FIGS. 6B and 7B). It can be a winding produced in the form of electrical tracks on at least one printed circuit board (monolayer or multilayer). Any other solution could be considered.
Les bobines de guidage sont alimentées l'une après l'autre selon une séquence de commande. Deux exemples de séquence de commande sont indiqués ci-dessous mais la séquence de commande pourra être adaptée selon différents paramètres, notamment le nombre de bobines employées, la taille du dispositif, la force électromagnétique générée par chaque bobine en fonctionnement, l'environnement de fonctionnement du dispositif...The guide coils are supplied one after the other according to a control sequence. Two examples of control sequence are given below, but the control sequence can be adapted according to different parameters, in particular the number of coils used, the size of the device, the electromagnetic force generated by each coil in operation, the operating environment. of the device ...
La séquence de commande est destinée à permettre de rapprocher la fiche électrique 20 de la prise électrique 10 d'une distance suffisante pour que la fiche 20 soit attirée par la prise 10 par interaction magnétique entre leurs moyens magnétiques respectifs et ainsi pour réaliser leur accouplement mécanique et la connexion électrique. Cette séquence de commande peut en effet s'avérer nécessaire lorsque la fiche électrique à connecter s'avère trop éloignée de la prise électrique.The control sequence is intended to allow the electrical plug 20 to be brought closer to the electrical outlet 10 by a sufficient distance for the plug 20 to be attracted by the outlet 10 by magnetic interaction between their respective magnetic means and thus to effect their mechanical coupling. and the electrical connection. This control sequence may indeed be necessary when the electrical plug to be connected is too far from the electrical outlet.
Les figures 4A à 4C illustrent ainsi le principe de déplacement de la fiche électrique 20 par rapport à la prise électrique 10 grâce à la mise en œuvre d'une séquence de commande des bobines de guidage. Sur ces figures, il n’est pas tenu compte du principe de pivotement de la prise électrique 10, qui sera explicité ci-après.FIGS. 4A to 4C thus illustrate the principle of displacement of the electrical plug 20 with respect to the electrical outlet 10 thanks to the implementation of a sequence for controlling the guide coils. In these figures, no account is taken of the pivoting principle of the electrical outlet 10, which will be explained below.
Sur la figure 4A, la fiche électrique 20 est éloignée de la prise électrique 10 mais se trouve au-dessus du plateau.In Figure 4A, the electrical plug 20 is remote from the electrical outlet 10 but is located above the tray.
Sur la figure 4B, la fiche électrique 20 est attirée un peu plus vers l'axe (X) du dispositif où est située la prise électrique 10.In FIG. 4B, the electrical plug 20 is drawn a little more towards the axis (X) of the device where the electrical outlet 10 is located.
Sur la figure 4C, la fiche électrique 20 est attirée par effet magnétique par la prise électrique 10 et la jonction est opérée entre les deux.In FIG. 4C, the electrical plug 20 is attracted by magnetic effect by the electrical outlet 10 and the junction is made between the two.
De manière non limitative, la séquence de commande est par exemple la suivante :Without limitation, the command sequence is for example the following:
- Activation de la bobine externe B1, c'est-à-dire la plus éloignée de l'axe du dispositif où se situe la prise électrique. La bobine externe B1 crée un premier champ magnétique axisymétrique (Bm_1) par rapport à l'axe de la bobine entraînant un premier déplacement de la fiche électrique 20 vers l'axe du dispositif.- Activation of the external coil B1, that is to say the one furthest from the axis of the device where the electrical outlet is located. The external coil B1 creates a first axisymmetric magnetic field (Bm_1) relative to the axis of the coil causing a first displacement of the electrical plug 20 towards the axis of the device.
- Activation de la bobine intermédiaire B2 et désactivation de la bobine externe B1. La bobine intermédiaire B2 crée un deuxième champ magnétique axisymétrique (Bm_2) par rapport à l'axe de la bobine poursuivant l'attraction de la fiche électrique 20 vers l'axe du dispositif.- Activation of the intermediate coil B2 and deactivation of the external coil B1. The intermediate coil B2 creates a second axisymmetric magnetic field (Bm_2) relative to the axis of the coil continuing the attraction of the electrical plug 20 towards the axis of the device.
- Activation de la bobine interne B3, la plus proche de l'axe, et désactivation de la bobine intermédiaire B2. La bobine interne B3 crée un troisième champ magnétique axisymétrique (Bm_3) par rapport à l'axe de la bobine sur lequel la fiche électrique va s'aligner.- Activation of the internal coil B3, closest to the axis, and deactivation of the intermediate coil B2. The internal coil B3 creates a third axisymmetric magnetic field (Bm_3) relative to the axis of the coil on which the electrical plug will align.
De manière non limitative, une autre séquence de commande pourrait être la suivante :Without limitation, another command sequence could be as follows:
- Activation de la bobine externe B1, c'est-à-dire la plus éloignée de l'axe du dispositif où se situe la prise électrique. La bobine externe B1 crée un premier champ magnétique axisymétrique par rapport à l'axe de la bobine entraînant un premier déplacement de la fiche électrique 20 vers l'axe du dispositif.- Activation of the external coil B1, that is to say the one furthest from the axis of the device where the electrical outlet is located. The external coil B1 creates a first axisymmetric magnetic field relative to the axis of the coil causing a first displacement of the electrical plug 20 towards the axis of the device.
- Activation de la bobine interne B3 et désactivation de la bobine externe B1. La bobine interne B1 crée un deuxième champ magnétique axisymétrique par rapport à l'axe de la bobine permettant d'attirer directement la fiche électrique 20 vers la prise électrique.- Activation of the internal coil B3 and deactivation of the external coil B1. The internal coil B1 creates a second axisymmetric magnetic field with respect to the axis of the coil making it possible to directly attract the electrical plug 20 towards the electrical outlet.
- Si la connexion est réalisée, la séquence est terminée.- If the connection is made, the sequence is completed.
- Si la connexion n'est pas réalisée, la séquence se poursuit avec une activation de la bobine intermédiaire B2 et désactivation de la bobine interne B3.- If the connection is not made, the sequence continues with activation of the intermediate coil B2 and deactivation of the internal coil B3.
- Activation de la bobine interne B3, la plus proche de l'axe, et désactivation de la bobine intermédiaire B2 pour attirer définitivement la fiche électrique 20 sur la prise électrique 10.- Activation of the internal coil B3, closest to the axis, and deactivation of the intermediate coil B2 to permanently attract the electrical plug 20 to the electrical outlet 10.
Les moyens magnétiques de la prise électrique 10 située au centre du plateau permettent ensuite d'assurer l'attraction magnétique finale pour assurer la jonction de la prise électrique 10 et de la fiche électrique 20 et donc de réaliser la connexion électrique entre ces deux éléments.The magnetic means of the electrical outlet 10 located in the center of the plate then make it possible to ensure the final magnetic attraction to ensure the junction of the electrical outlet 10 and the electrical plug 20 and therefore to make the electrical connection between these two elements.
Selon un aspect particulier de l'invention, la séquence de commande des bobines est avantageusement continue, c'est-à-dire que la durée qui existe entre l'activation d'une première bobine et l'activation d'une deuxième bobine du dispositif, est nulle ou proche de zéro, ne laissant aucun temps mort. En variante il serait possible d'activer chaque nouvelle bobine avant la désactivation de la bobine précédente.According to a particular aspect of the invention, the control sequence of the coils is advantageously continuous, that is to say that the duration which exists between the activation of a first coil and the activation of a second coil of the device, is zero or close to zero, leaving no idle time. Alternatively it would be possible to activate each new coil before deactivation of the previous coil.
Bien entendu, il faut comprendre que chaque bobine sera alimentée par un courant dans un sens donné (premier sens défini S1) permettant de générer le champ magnétique dans l'orientation voulue.Of course, it should be understood that each coil will be supplied with a current in a given direction (first defined direction S1) making it possible to generate the magnetic field in the desired orientation.
Les moyens de commande comportent par exemple un microcontrôleur destiné à exécuter la séquence de commande et des interrupteurs commandés par le microcontrôleur de manière adaptée pour exécuter la séquence de commande. Chaque interrupteur est destiné à la commande d'une bobine B1, B2, B3 distincte, de manière à l'activer ou la désactiver. Le microcontrôleur peut être réalisé sur une carte de circuit imprimé intégrée dans l'enveloppe du dispositif.The control means comprise for example a microcontroller intended to execute the control sequence and switches controlled by the microcontroller in a manner adapted to execute the control sequence. Each switch is intended for controlling a separate coil B1, B2, B3, so as to activate or deactivate it. The microcontroller can be produced on a printed circuit board integrated in the envelope of the device.
Dans ce cadre, l'un des principes de l'invention consiste également à proposer une solution pour masquer la face avant de la prise électrique 10 lorsque le dispositif n'est pas employé. Par masquer la face avant, on entend une solution pour faire en sorte que la face avant 11 de la prise électrique 10 ne soit pas disponible pour la connexion électrique, notamment lorsque celle-ci n'est pas employée, permettant ainsi d'éviter sa dégradation ou son encrassement par le dépôt de particules quelconques. La face avant 11 de la prise 10 peut ainsi être escamotée pour que sa face avant 11 ne soit plus disponible à la connexion électrique.In this context, one of the principles of the invention also consists in proposing a solution for masking the front face of the electrical outlet 10 when the device is not used. By masking the front face, we mean a solution to ensure that the front face 11 of the electrical outlet 10 is not available for the electrical connection, in particular when the latter is not used, thus making it possible to avoid its degradation or fouling by the deposition of any particles. The front face 11 of the socket 10 can thus be retracted so that its front face 11 is no longer available for electrical connection.
Selon un aspect particulier de l'invention, la prise électrique 10 est montée en pivotement sur elle-même dans un logement central du plateau autour d'un axe (Y) qui est perpendiculaire à l'axe (X). Le dispositif peut comporter deux articulations 16 formant son axe de pivotement et fixées chacune d'une part au boîtier 100 de la prise 10 et d’autre part au boîtier 15 du dispositif pour autoriser son pivotement. La liaison électrique entre les organes de connexion de la prise électrique et le réseau électrique d’alimentation 3 peut être réalisée par au moins un câble intégré à au moins une articulation 16 de la prise 10 et joignant directement ou indirectement le connecteur 17 du plateau. La liaison électrique de la prise 10 vers le réseau 3 est donc masquée et inaccessible pour l’utilisateur.According to a particular aspect of the invention, the electrical outlet 10 is pivotally mounted on itself in a central housing of the plate around an axis (Y) which is perpendicular to the axis (X). The device may comprise two articulations 16 forming its pivot axis and each fixed on the one hand to the housing 100 of the socket 10 and on the other hand to the housing 15 of the device to allow its pivoting. The electrical connection between the connection elements of the electrical outlet and the electrical supply network 3 can be made by at least one cable integrated into at least one articulation 16 of the outlet 10 and directly or indirectly joining the connector 17 of the tray. The electrical connection from socket 10 to network 3 is therefore hidden and inaccessible to the user.
La prise 10 peut pivoter sur elle-même entre au moins deux positions distinctes :The socket 10 can pivot on itself between at least two distinct positions:
Une première position escamotée dans laquelle elle est retournée au moins partiellement, ou même en totalité, sa face avant étant alors non disponible à la connexion et orientée vers la face arrière du plateau (et donc vers le support sur lequel le plateau est posé - par exemple le sol) - Figures 6A à 6C et figure 8A ;A first retracted position in which it is returned at least partially, or even entirely, its front face then being unavailable for connection and oriented towards the rear face of the plate (and therefore towards the support on which the plate is placed - by example the soil) - Figures 6A to 6C and Figure 8A;
Une deuxième position de fonctionnement, dans laquelle la prise électrique 10 est pivotée sur elle-même, par exemple jusqu'à une position de butée, et disponible à la connexion. Dans cette deuxième position de fonctionnement, la face avant de la prise électrique est orientée vers l'avant du dispositif Figures 7A à 7C et figure 8B ;A second operating position, in which the electrical outlet 10 is pivoted on itself, for example up to a stop position, and available for connection. In this second operating position, the front face of the electrical outlet is oriented towards the front of the device FIGS. 7A to 7C and FIG. 8B;
Pour au moins amorcer le pivotement de la prise 10 de sa première position vers sa deuxième position, le dispositif applique tout simplement la séquence de commande des bobines, déjà nécessaire pour assurer le déplacement de la fiche 20 vers la prise 10 et permettre la connexion magnétique et électrique entre les deux éléments. Cette solution est permise grâce notamment à l'orientation particulière de l'aimant permanent 130 présent dans la prise. Lorsqu'au moins une bobine exerce un champ magnétique, ledit aimant permanent 130 intégré à la prise va avoir tendance à s'orienter suivant ce champ magnétique. Cette orientation est alors rendue possible par le pivotement de la prise électrique 10 de sa première position vers sa deuxième position.To at least initiate the pivoting of the socket 10 from its first position to its second position, the device simply applies the control sequence of the coils, already necessary to ensure the displacement of the plug 20 towards the socket 10 and allow the magnetic connection and electric between the two elements. This solution is made possible thanks in particular to the particular orientation of the permanent magnet 130 present in the socket. When at least one coil exerts a magnetic field, said permanent magnet 130 integrated into the socket will tend to orient itself along this magnetic field. This orientation is then made possible by the pivoting of the electrical outlet 10 from its first position to its second position.
Pour passer de sa deuxième position et revenir en première position, le dispositif comporte avantageusement des moyens mécaniques et/ou magnétiques. Les moyens mécaniques peuvent consister à décaler l'axe de pivotement (Y) de la prise pour que celui-ci ne passe pas par son centre de gravité. La prise 10 peut également embarquer dans son boîtier un lest suffisant favorisant son retour vers la première position. Des moyens de rappel de type ressort, peuvent également être incorporés entre le boîtier 100 de la prise 10 et le boîtier 15 du plateau pour favoriser le retour vers la première position. Les moyens magnétiques consistent avantageusement à employer au moins l'une des bobines déjà présentes dans le dispositif. A titre d'exemple, il peut s'agir de la bobine B3. En générant une commande pour alimenter cette bobine B3 dans le sens inverse S2 par rapport au sens S1 défini ci-dessus, les moyens de commande génèrent un champ magnétique qui est en effet de sens opposé à celui des champs magnétiques générés par les bobines pour la séquence de commande. L'interaction de ce champ magnétique avec l'aimant permanent 130 intégré à la prise électrique 10 aura pour effet de replacer la prise en position escamotée.To pass from its second position and return to the first position, the device advantageously comprises mechanical and / or magnetic means. The mechanical means may consist in shifting the pivot axis (Y) of the socket so that it does not pass through its center of gravity. The socket 10 can also carry in its case sufficient ballast favoring its return to the first position. Spring-type return means can also be incorporated between the housing 100 of the socket 10 and the housing 15 of the plate to promote the return to the first position. The magnetic means advantageously consist in using at least one of the coils already present in the device. For example, it may be the coil B3. By generating a command to supply this coil B3 in the opposite direction S2 with respect to the direction S1 defined above, the control means generate a magnetic field which is in effect in the opposite direction to that of the magnetic fields generated by the coils for the command sequence. The interaction of this magnetic field with the permanent magnet 130 integrated into the electrical outlet 10 will have the effect of replacing the outlet in the retracted position.
En référence à la figure 10, lors de l'application de la séquence de commande des bobines, le fonctionnement est le suivant (S et N représentent respectivement la face Sud et la face Nord de l’aimant permanent - La bobine active est représentée en gris) :With reference to FIG. 10, during the application of the coil control sequence, the operation is as follows (S and N respectively represent the South face and the North face of the permanent magnet - The active coil is represented by Grey) :
Etape E1 : La prise électrique 10 est dans sa première position, c'est-à-dire escamotée, sa face avant 11 retournée vers l'arrière. Aucune des bobines de guidage du dispositif n'est active. L'aimant permanent est orienté dans le sens Sud-Nord du haut vers le bas, suivant l'axe (X).Step E1: The electrical outlet 10 is in its first position, that is to say retracted, its front face 11 turned backwards. None of the device's guide coils are active. The permanent magnet is oriented in the South-North direction from top to bottom, along the axis (X).
Etape E2 : Pour rapprocher la fiche 20 de la prise électrique 10, la séquence de commande des bobines est activée. La bobine B1 est activée et crée un champ magnétique Bm_1. Sous l'influence du champ magnétique axisymétrique Bm_1 généré par l'une des bobines du dispositif (la bobine B2 à l'étape E3), l'aimant permanent 130 présent dans la prise électrique 10 vient s'aligner sur les lignes de champ, entraînant le pivotement de la prise électrique 10 autour de son axe vers sa deuxième position. L'aimant permanent est alors retourné et orienté dans le sens Nord-Sud du haut vers le bas, suivant l'axe (X).Step E2: To bring plug 20 closer to electrical outlet 10, the coil control sequence is activated. The coil B1 is activated and creates a magnetic field Bm_1. Under the influence of the axisymmetric magnetic field Bm_1 generated by one of the coils of the device (the coil B2 in step E3), the permanent magnet 130 present in the electrical outlet 10 aligns with the field lines, causing the electrical outlet 10 to pivot about its axis towards its second position. The permanent magnet is then turned over and oriented in the North-South direction from top to bottom, along the axis (X).
Deux options sont alors envisageables :Two options are then possible:
o Le pivotement de la prise électrique 10, généré grâce au champ magnétique de la bobine, peut être partiel, la fin de course de pivotement de la prise étant alors réalisée grâce à l'effet magnétique présent entre la prise électrique 10 et la fiche électrique 20 ;o The pivoting of the electrical outlet 10, generated by the magnetic field of the coil, can be partial, the end of the pivoting stroke of the outlet then being achieved thanks to the magnetic effect present between the electrical outlet 10 and the electrical plug 20;
o Le pivotement de la prise électrique 10, généré grâce au champ magnétique Bm_1 de la bobine B1, est total jusqu'à sa deuxième position, sa face avant 11 est alors entièrement disponible pour la jonction avec la fiche 20 (comme sur la figure 8) ;o The pivoting of the electrical outlet 10, generated by the magnetic field Bm_1 of the coil B1, is total until its second position, its front face 11 is then fully available for junction with the plug 20 (as in Figure 8 );
Etape E3 : La deuxième bobine B2 est activée, entraînant la création d'un champ magnétique axisymétrique Bm_2. Sous l'influence de ce champ magnétique Bm_2, la prise électrique 10 reste dans sa deuxième position, en attente de la connexion de la fiche ;Step E3: The second coil B2 is activated, causing the creation of an axisymmetric magnetic field Bm_2. Under the influence of this magnetic field Bm_2, the electrical outlet 10 remains in its second position, awaiting connection of the plug;
Etape E4 : La troisième bobine B3 est activée, entraînant la création d'un champ magnétique axisymétrique Bm_3. Sous l'influence de ce champ magnétique Bm_3, la prise électrique 10 reste dans sa deuxième position, en attente de la connexion de la fiche ; Les trois champs magnétiques Bm_1, Bm_2, Bm_3 sont tous orientés suivant la même direction et dans le même sens et sont tous axisymétriques par rapport au même axe. Leurs intensités peuvent différer.Step E4: The third coil B3 is activated, causing the creation of an axisymmetric magnetic field Bm_3. Under the influence of this magnetic field Bm_3, the electrical outlet 10 remains in its second position, awaiting connection of the plug; The three magnetic fields Bm_1, Bm_2, Bm_3 are all oriented in the same direction and in the same direction and are all axisymmetric with respect to the same axis. Their intensities may differ.
Etape E5 : La fiche 20 est alors suffisamment proche de la prise électrique 10 et leurs moyens magnétiques respectifs permettent de finaliser la connexion. La connexion de la fiche sur le prise empêche alors le retour de la prise électrique vers sa première position ;Step E5: The plug 20 is then close enough to the electrical outlet 10 and their respective magnetic means allow the connection to be finalized. The connection of the plug to the socket then prevents the electrical socket from returning to its first position;
Etape E6 : Lorsque la fiche électrique 20 est déconnectée de la prise et aucun champ magnétique généré par une bobine n’est actif autour de la prise électrique, la prise électrique retourne vers sa première position en pivotant sur elle-même autour de l’axe (Y). Le retour est permis par les moyens mécaniques et/ou magnétiques (moyens magnétiques mis en oeuvre en activant la bobine B3 pour créer un champ magnétique inverse Bm_4 suivant lequel l'aimant permanent 130 de la prise électrique 10 va s'aligner).Step E6: When the electrical plug 20 is disconnected from the outlet and no magnetic field generated by a coil is active around the electrical outlet, the electrical outlet returns to its first position by pivoting on itself around the axis (Y). The return is allowed by mechanical and / or magnetic means (magnetic means implemented by activating the coil B3 to create an inverse magnetic field Bm_4 along which the permanent magnet 130 of the electrical outlet 10 will align).
Selon un aspect particulier de l'invention, la dernière bobine activée pendant la séquence de commande doit rester active tant que la jonction mécanique (par effet magnétique) entre la prise et la fiche n'a pas été effectuée. En effet, il est nécessaire que l'aimant permanent de la prise électrique reste sous l'influence d'un champ magnétique généré par l'une des bobines pour maintenir la prise électrique disponible à une jonction avec la fiche électrique.According to a particular aspect of the invention, the last coil activated during the control sequence must remain active as long as the mechanical junction (by magnetic effect) between the socket and the plug has not been made. Indeed, it is necessary that the permanent magnet of the electrical outlet remains under the influence of a magnetic field generated by one of the coils to maintain the electrical outlet available at a junction with the electrical plug.
Selon un aspect particulier de l'invention, en référence aux figures 8A et 8B, il est également possible de prévoir une solution de verrouillage/déverrouillage du pivotement de la prise, permettant de verrouiller son pivotement et de la maintenir dans sa position escamotée, empêchant ainsi toute sollicitation notamment manuelle et n'autorisant son déverrouillage que lors de l'exécution de la séquence de commande ou lors d'une opération nécessaire, par exemple en cas de réparation ou maintenance.According to a particular aspect of the invention, with reference to FIGS. 8A and 8B, it is also possible to provide a solution for locking / unlocking the pivoting of the socket, making it possible to lock its pivoting and to keep it in its retracted position, preventing thus any request, in particular manual, and authorizing its unlocking only during the execution of the command sequence or during a necessary operation, for example in the event of repair or maintenance.
La solution de verrouillage/déverrouillage peut comporter un organe de verrouillage 151 monté sur une liaison de type glissière ou pivot glissant et sollicité par un ressort 152 vers la position de verrouillage de la rotation de la prise. L'organe de verrouillage peut être une pièce en matériau ferromagnétique doux (ex : acier) ou dur (ex : aimant néodyme fer bore) qui, lorsque l'une des bobines de guidage du plateau est alimentée, est attirée par la bobine B par simple effet magnétique et translate pour libérer la rotation de la prise électrique 10. L'organe de verrouillage est fixé sur le bâti du dispositif et les bobines sont toutes positionnées autour de lui en vue de permettre d'exercer ledit effet magnétique d'attraction lors de leur activation respective.The locking / unlocking solution may include a locking member 151 mounted on a sliding or pivot type link and biased by a spring 152 towards the position for locking the rotation of the socket. The locking member can be a piece of soft ferromagnetic material (e.g. steel) or hard (e.g. neodymium iron boron magnet) which, when one of the guide coils of the plate is energized, is attracted by coil B by simple magnetic and translate effect to release the rotation of the electrical outlet 10. The locking member is fixed on the frame of the device and the coils are all positioned around it in order to allow to exert said magnetic attraction effect during of their respective activation.
Sur la figure 8A, la prise électrique 10 est verrouillée en rotation par une butée 101 coopérant avec l'organe de verrouillage 151. Sur la figure 8B, la rotation de la prise a été déverrouillée et l'organe de verrouillage 151 est rétracté et maintenu dans cette position tant qu'un champ magnétique est exercé par la bobine B. Après déconnexion de la prise et désactivation des bobines, le retour de la prise 10 vers sa première position escamotée est autorisé grâce à la présence d'un plan incliné 153 de l'organe de verrouillage 151, contre lequel la butée 101 de la prise vient appuyer pour rétracter temporairement l'organe lors du retour de la prise. Sollicité par son ressort, l'organe de verrouillage vient ensuite à nouveau verrouiller la rotation de la prise électrique et la bloquer dans sa première position.In FIG. 8A, the electrical outlet 10 is locked in rotation by a stop 101 cooperating with the locking member 151. In FIG. 8B, the rotation of the socket has been unlocked and the locking member 151 is retracted and maintained in this position as long as a magnetic field is exerted by the coil B. After disconnection of the socket and deactivation of the coils, the return of the socket 10 to its first retracted position is authorized thanks to the presence of an inclined plane 153 of the locking member 151, against which the stop 101 of the socket presses to temporarily retract the member when the socket returns. Solicited by its spring, the locking member then again locks the rotation of the electrical outlet and locks it in its first position.
En variante, la butée 101 peut être remplacée par un logement réalisé dans le boîtier 100 de la prise, dans lequel l'organe de verrouillage 151 vient s'enfoncer pour bloquer la rotation de la prise 10.As a variant, the stop 101 can be replaced by a housing produced in the housing 100 of the socket, in which the locking member 151 is inserted to block the rotation of the socket 10.
Dans le dispositif de l'invention, le déplacement de l'organe de verrouillage 151 et le déverrouillage de la rotation de la prise peuvent être initiés par toute bobine activée durant la séquence de commande. Avantageusement, il s'agira de la bobine B2 ou de la bobine B3, située au plus près de l'organe de verrouillage 151. Dans cette situation, le pivotement de la prise autour de son axe ne sera donc initié que lors de l'activation de la bobine B2 ou de la bobine B3 durant l'exécution de la séquence de commande. Les autres bobines activées dans la séquence peuvent permettre le maintien de l'organe de verrouillage dans sa position déverrouillée tant que la connexion de la fiche électrique 20 sur la prise électrique 10 n'est pas terminée.In the device of the invention, the movement of the locking member 151 and the unlocking of the rotation of the socket can be initiated by any coil activated during the control sequence. Advantageously, this will be the coil B2 or the coil B3, located as close as possible to the locking member 151. In this situation, the pivoting of the socket around its axis will therefore only be initiated during the activation of coil B2 or coil B3 during the execution of the command sequence. The other coils activated in the sequence can allow the locking member to be kept in its unlocked position as long as the connection of the electrical plug 20 to the electrical outlet 10 is not completed.
Selon un aspect particulier de l'invention illustré par les figures 9A et 9B, dans sa première position escamotée (figure 9A), l'axe (X) de la prise (en considérant que cet axe (X) est identique à celui de l'aimant permanent 130 présent dans la prise 10) peut former un angle A1 par rapport à la verticale (normale par rapport au support du dispositif-par exemple normale au sol S) qui est strictement supérieur à 0° permettant ainsi de conférer à la prise un couple de rotation lorsque le champ magnétique de la bobine B qui est activée est présent pour entraîner son retournement de la première position escamotée vers la deuxième position retournée. Grâce à la présence de cet angle A1, il est possible de s'assurer que la prise tourne toujours dans le même sens autour de l'axe (Y) dès l'instant que le champ magnétique de retournement est présent.According to a particular aspect of the invention illustrated by FIGS. 9A and 9B, in its first retracted position (FIG. 9A), the axis (X) of the socket (considering that this axis (X) is identical to that of the permanent magnet 130 present in the socket 10) can form an angle A1 relative to the vertical (normal with respect to the support of the device - for example normal to the ground S) which is strictly greater than 0 ° thus allowing the socket to be given a torque when the magnetic field of the coil B which is activated is present to cause its reversal from the first retracted position to the second inverted position. Thanks to the presence of this angle A1, it is possible to ensure that the socket always turns in the same direction around the axis (Y) as soon as the reversing magnetic field is present.
De même, dans la deuxième position retournée (figure 9B), l'axe (X) de la prise peut former un angle A2 par rapport à la verticale qui est strictement inférieur à 180°, permettant ainsi de conférer à la prise un couple de rotation lorsque le champ magnétique inverse de la bobine B qui est activée est présent pour entraîner son retour vers la première position. Cependant, dans cette position définie par l'angle A2, on peut imaginer que la prise 10 puisse être amenée à poursuivre son pivotement autour de l'axe (Y) jusqu'à un angle de 180°, pour permettre une connexion dans l'axe du dispositif avec la fiche électrique 20. Le dispositif peut alors comporter des moyens agencés pour faire en sorte que la position angulaire à 180° reste mécaniquement instable et que, en l'absence de la fiche électrique 20 et en présence du champ de la bobine B, la prise électrique 10 revienne toujours dans la position angulaire stable définie par l'angle A2. Ces moyens peuvent comporter une butée 18 sur ressort agencée pour se comprimer lors du pivotement de la prise électrique 10 dans l'intervalle angulaire allant de l'angle A2 à 180°. En variante, ces moyens peuvent comporter une bobine supplémentaire dans le dispositif, permettant de créer un champ magnétique dans une direction (Z) qui est perpendiculaire à l'axe (X) et à l'axe (Y). Lorsque cette bobine supplémentaire est activée, le champ magnétique créé permet de prolonger l'amplitude angulaire de rotation de la prise de A2 jusqu'à 180°. La bobine pourrait pourrait également être utilisé pour créer un champ magnétique inverse permettant de prolonger l'amplitude angulaire de la prise de A1 vers 0°.Similarly, in the second inverted position (FIG. 9B), the axis (X) of the grip can form an angle A2 relative to the vertical which is strictly less than 180 °, thus making it possible to give the grip a torque of rotation when the reverse magnetic field of the activated coil B is present to cause it to return to the first position. However, in this position defined by the angle A2, it can be imagined that the socket 10 could be brought to continue its pivoting around the axis (Y) up to an angle of 180 °, to allow connection in the axis of the device with the electrical plug 20. The device may then comprise means arranged to ensure that the angular position at 180 ° remains mechanically unstable and that, in the absence of the electrical plug 20 and in the presence of the field of the coil B, the electrical outlet 10 always returns to the stable angular position defined by the angle A2. These means may include a stop 18 on a spring arranged to compress during the pivoting of the electrical outlet 10 in the angular interval going from the angle A2 to 180 °. As a variant, these means may include an additional coil in the device, making it possible to create a magnetic field in a direction (Z) which is perpendicular to the axis (X) and to the axis (Y). When this additional coil is activated, the magnetic field created makes it possible to extend the angular amplitude of rotation of the A2 plug up to 180 °. The coil could also be used to create a reverse magnetic field to extend the angular amplitude of the A1 take to 0 °.
Sur la figure 9A, dans sa première position escamotée, l'axe (X) de la prise forme un angle A1 faible mais supérieur à 0°, par exemple égal à 5°. Cet angle doit cependant être choisi pour faire en sorte que la face avant de la prise électrique reste toujours masquée dans la position escamotée. Sur la figure 9B, dans sa deuxième position retournée, l'axe (X) de la prise forme un angle A2 plus élevé mais inférieur àIn FIG. 9A, in its first retracted position, the axis (X) of the socket forms a small angle A1 but greater than 0 °, for example equal to 5 °. This angle must however be chosen to ensure that the front face of the electrical outlet always remains hidden in the retracted position. In FIG. 9B, in its second inverted position, the axis (X) of the socket forms a higher angle A2 but less than
180°, par exemple égal à 160°.180 °, for example equal to 160 °.
Cet intervalle angulaire défini entre A1 et A2 permet notamment de maîtriser le sens de rotation de la prise électrique et de s'assurer que la prise électrique 10 tourne toujours dans le même sens que ce soit lors de son retournement vers la connexion avec la fiche électrique 20 ou pour son retour en position escamotée. Elle se rendra donc disponible toujours dans le même sens et s'escamotera toujours dans le sens inverse. Cela permettra notamment d'éviter tout risque d'enroulement des câbles d'alimentation de la prise électrique sur eux-mêmes.This angular interval defined between A1 and A2 makes it possible in particular to control the direction of rotation of the electrical outlet and to ensure that the electrical outlet 10 always rotates in the same direction either when it is turned over towards the connection with the electrical plug 20 or for its return to the retracted position. It will therefore always be available in the same direction and will always retract in the opposite direction. This will in particular avoid any risk of winding the power cables of the electrical outlet on themselves.
Bien entendu, nous avons évoqué l'axe (X) de la prise en considérant que l'axe de son aimant permanent était parallèle à celui-ci (comme montré sur les figures 5A et 5B). Cependant, le couple de rotation pourrait également être obtenu en inclinant l'aimant 130 à l'intérieur de la prise de manière à ce que les angles A1 et A2 soient formés par l'inclinaison de l'axe de l'aimant permanent 130 (son axe de symétrie de révolution si l'aimant est choisi annulaire) présent dans la prise et non par l'inclinaison de l'ensemble de la prise. Cette solution présenterait l'avantage de pouvoir permettre de faire tourner le boîtier de la prise électrique 10 d'un angle de 180° permettant une connexion à plat avec la fiche électrique 20 tout en conservant les avantages précités liés à la création d'un couple suffisant pour la rotation lors de la création du champ magnétique de la bobine d’actionnement B. Cette solution permettrait de s'affranchir des moyens de type ressort ou bobine précités, destinés à augmenter l'amplitude angulaire de la prise entre A2 et 180°. De plus, si les angles choisis restent suffisamment faibles, elle n'aurait pas d'influence sur le comportement magnétique de la prise électrique 10 vis-à-vis de la fiche électrique 20 lors de la connexion.Of course, we have mentioned the axis (X) of the socket considering that the axis of its permanent magnet was parallel to it (as shown in Figures 5A and 5B). However, the torque could also be obtained by tilting the magnet 130 inside the socket so that the angles A1 and A2 are formed by the inclination of the axis of the permanent magnet 130 ( its axis of symmetry of revolution if the magnet is chosen annular) present in the socket and not by the inclination of the entire socket. This solution would have the advantage of being able to make it possible to rotate the casing of the electrical socket 10 by an angle of 180 ° allowing a flat connection with the electrical plug 20 while retaining the aforementioned advantages linked to the creation of a torque. sufficient for rotation during the creation of the magnetic field of the actuating coil B. This solution would make it possible to dispense with the above-mentioned spring or coil type means, intended to increase the angular amplitude of the grip between A2 and 180 ° . In addition, if the angles chosen remain sufficiently small, it would have no influence on the magnetic behavior of the electrical outlet 10 vis-à-vis the electrical plug 20 during connection.
Selon un aspect particulier de l'invention, il est possible d'ajouter des moyens de protection au niveau de l'interstice entre le boîtier de la prise et le boîtier du plateau situé en périphérie. Il peut s'agir d'une lèvre réalisée en matériau souple (caoutchouc) ou de toute autre solution n'entravant pas le pivotement de la prise mais toute introduction de particules ou d'objets dans ledit interstice.According to a particular aspect of the invention, it is possible to add protection means at the level of the gap between the socket box and the tray box located on the periphery. It may be a lip made of flexible material (rubber) or any other solution which does not hamper the pivoting of the socket but any introduction of particles or objects into said interstice.
Selon un aspect particulier de l'invention, les moyens de commande peuvent être configurés pour déterminer la position de la fiche par rapport à la prise électrique 10 lors de l'application de la séquence de commande et pour adapter ladite séquence de commande selon la position déterminée. Les bobines de guidage B1, B2, B3 sont ainsi utilisées comme capteur. La présence et le déplacement de la fiche électrique 20 à proximité d'une bobine active et/ou inactive génère une tension induite aux bornes de cette bobine, tension qui devient alors détectable. En détectant cette tension ou variation de tension, les moyens de commande peuvent confirmer ou infirmer la présence et détecter un déplacement de la fiche électrique 20 par rapport à la prise électrique 10. Les moyens de commande sont alors capables d'adapter la séquence de commande à la position de la fiche électrique.According to a particular aspect of the invention, the control means can be configured to determine the position of the plug relative to the electrical outlet 10 during the application of the control sequence and to adapt said control sequence according to the position determined. The guide coils B1, B2, B3 are thus used as a sensor. The presence and movement of the electrical plug 20 near an active and / or inactive coil generates an induced voltage across the terminals of this coil, which voltage then becomes detectable. By detecting this voltage or voltage variation, the control means can confirm or deny the presence and detect a displacement of the electrical plug 20 relative to the electrical outlet 10. The control means are then able to adapt the control sequence to the position of the electrical plug.
On comprend de ce qui précède que la solution de l'invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels :It is understood from the above that the solution of the invention has many advantages, among which:
Elle offre une solution de protection de la prise électrique simple, par le simple ajout d'une articulation en pivotement ; La commande du pivotement de la prise est en effet automatique lors de l'application de la séquence de commande pour rapprocher la fiche de la prise ;It offers a simple protection solution for the electrical outlet, by simply adding a pivoting joint; The control of the pivoting of the socket is indeed automatic when the command sequence is applied to bring the plug closer to the socket;
Elle ne nécessite pas non plus l'ajout de pièces magnétiques dans le boîtier de la prise puisqu'on utilise les moyens magnétiques déjà présents et déjà nécessaires pour l'attraction de la fiche électrique ;It also does not require the addition of magnetic parts in the socket housing since we use the magnetic means already present and already necessary for the attraction of the electrical plug;
Elle ne nécessite aucun mécanisme complexe pour fonctionner, un simple pivotement de la prise étant nécessaire ;It does not require any complex mechanism to operate, a simple pivoting of the socket being necessary;
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